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JP2008157911A - Impedance measuring device - Google Patents

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JP2008157911A
JP2008157911A JP2007162559A JP2007162559A JP2008157911A JP 2008157911 A JP2008157911 A JP 2008157911A JP 2007162559 A JP2007162559 A JP 2007162559A JP 2007162559 A JP2007162559 A JP 2007162559A JP 2008157911 A JP2008157911 A JP 2008157911A
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JP
Japan
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signal
conversion circuit
impedance
current
measured
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007162559A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Terajima
隆幸 寺島
Tsutomu Yamaguchi
力 山口
Keiichi Taguchi
圭一 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hioki EE Corp
Original Assignee
Hioki EE Corp
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Publication date
Application filed by Hioki EE Corp filed Critical Hioki EE Corp
Priority to JP2007162559A priority Critical patent/JP2008157911A/en
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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

【課題】被測定試料から得られる電圧信号と電流信号とを同時に測定しながら、測定信号の入力系統に含まれている信号変換回路で生ずる誤差を確実に打ち消せるようにする。
【解決手段】被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々を信号変換回路により所定の信号形態に変換して制御手段に与えて被測定試料のインピーダンスを求めるにあたって、同一構成の2つの信号変換回路100,200と、これら各信号変換回路を電圧信号入力チャンネル1と電流信号入力チャンネル2とに切り換えるスイッチSW1,SW2とを備え、第1ステップとして、信号変換回路100を電圧信号入力チャンネル1に、信号変換回路200を電流信号入力チャンネル2に接続してインピーダンスZを算出し、第2ステップとして、信号変換回路100を電流信号入力チャンネル2に、信号変換回路200を電圧信号入力チャンネル1に接続してインピーダンスZを算出し、インピーダンスZ,Zとから被測定試料のインピーダンスZを求める。
【選択図】図1
An error generated in a signal conversion circuit included in an input system for a measurement signal can be surely canceled while simultaneously measuring a voltage signal and a current signal obtained from a sample to be measured.
When a signal conversion circuit converts each of a voltage signal and a current signal obtained from a sample to be measured into a predetermined signal form and gives the signal to the control means to obtain the impedance of the sample to be measured, two signals having the same configuration are used. Conversion circuits 100 and 200, and switches SW1 and SW2 for switching these signal conversion circuits to the voltage signal input channel 1 and the current signal input channel 2, and the signal conversion circuit 100 is connected to the voltage signal input channel 1 as a first step. , the calculated impedance Z 1 connected to the signal conversion circuit 200 into a current signal input channel 2, as a second step, the signal conversion circuit 100 into a current signal input channel 2, the signal conversion circuit 200 a voltage signal input channels 1 connect calculates the impedance Z 2, the measurement object from the impedance Z 1, Z 2 Prefecture Determine the impedance Z of the sample.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、インピーダンス測定装置に関し、さらに詳しく言えば、インピーダンス測定装置の信号変換回路に含まれている誤差成分を消去する技術に関するものである。   The present invention relates to an impedance measuring apparatus, and more particularly to a technique for eliminating an error component included in a signal conversion circuit of an impedance measuring apparatus.

インピーダンス測定装置では、信号源より被測定試料に測定用の交流信号を与え、これに伴って被測定試料の両端に発生する電圧信号と被測定試料に流れる電流信号(この電圧信号と電流信号を含めて「測定信号」ということがある。)とから演算によって被測定試料のインピーダンスを求める。   In the impedance measuring apparatus, an AC signal for measurement is applied from a signal source to a sample to be measured, and a voltage signal generated at both ends of the sample to be measured and a current signal flowing through the sample to be measured (this voltage signal and current signal are In some cases, the impedance of the sample to be measured is obtained by calculation.

この演算にはCPUなどの演算処理手段が用いられるため、その前段で上記測定信号をA/D変換器にてデジタル信号に変換するようにしているが、分解能の高いA/D変換器でも、そのサンプリング速度は数百kサンプル/秒が限界と言われている。   Since arithmetic processing means such as a CPU is used for this calculation, the measurement signal is converted into a digital signal by an A / D converter in the preceding stage, but even with an A / D converter having a high resolution, The sampling rate is said to be limited to several hundred ksamples / second.

そこで、図5に例示するように、A/D変換器11の前段に周波数変換回路12を接続し、上記測定信号を所定に周波数変換してからA/D変換器11に入力することが一般的に行われている(例えば特許文献1参照)。   Therefore, as illustrated in FIG. 5, it is common to connect a frequency conversion circuit 12 to the previous stage of the A / D converter 11, convert the measurement signal to a predetermined frequency, and then input the signal to the A / D converter 11. (For example, refer to Patent Document 1).

この周波数変換回路12には、上記測定信号(被測定試料から得られるアナログの電圧信号,電流信号)に対して、図示しないローカル発振器からの変調信号(周波数f)を乗算する乗算器(ミキサ)12aと、ローパスフィルタ12bとが含まれている。 The frequency conversion circuit 12 includes a multiplier (mixer) that multiplies the measurement signal (analog voltage signal and current signal obtained from the sample to be measured) by a modulation signal (frequency f M ) from a local oscillator (not shown). ) 12a and a low-pass filter 12b.

この周波数変換はヘテロダイン方式で、上記測定信号の周波数をfとすると、乗算器12aから(f+f)なる和周波数信号と、(f−f)なる差周波数信号が出力されるため、ローパスフィルタ12bにて差周波数信号を被測定信号として抽出し、この差周波数信号をA/D変換器11にてデジタル信号に変換したうえで、CPU(演算処理手段)などからなる制御手段20に与える。 This frequency conversion is a heterodyne system, and when the frequency of the measurement signal is f A , a sum frequency signal (f A + f M ) and a difference frequency signal (f A −f M ) are output from the multiplier 12a. Therefore, the difference frequency signal is extracted as a signal under measurement by the low-pass filter 12b, the difference frequency signal is converted into a digital signal by the A / D converter 11, and then a control means comprising a CPU (arithmetic processing means) or the like. 20 is given.

この場合、乗算器12aおよびローパスフィルタ12bの各特性は、他の電気・電子部品と同様に、温度や経時などにより変化し、これが原因で測定値に誤差が生ずることがある。ここでは、乗算器12aとローパスフィルタ12bで生ずる誤差を(kErrexpjθErr)としているが、特性が比較的安定していると言われるA/D変換器11においても、温度や経時などにより特性が変化することがある。 In this case, the characteristics of the multiplier 12a and the low-pass filter 12b change with temperature, time, etc., as with other electrical / electronic components, and this may cause errors in measured values. Here, the error that occurs between the multiplier 12a and the low-pass filter 12b is (k Err expjθ Err ), but the A / D converter 11 that is said to have a relatively stable characteristic also has characteristics depending on temperature and time. May change.

そのため従来では、図5に示すように、電圧信号(Vexpjθ)と電流信号(Iexpjθ)に対して周波数変換回路12を共用し、スイッチSWを介して電圧信号と電流信号とを周波数変換回路12に交互に与えるようにしている。 Therefore, conventionally, as shown in FIG. 5, the frequency conversion circuit 12 is commonly used for the voltage signal (Vexpjθ V ) and the current signal (Iexpjθ I ), and the voltage signal and the current signal are converted to the frequency conversion circuit via the switch SW. 12 are given alternately.

これによれば、制御手段20でインピーダンスZを計算する際、次式(1)に示されるように、上記電圧信号と上記電流信号とにそれぞれ含まれる誤差(kErrexpjθErr)が打ち消されることになる。 According to this, when the impedance Z is calculated by the control means 20, the error (k Err expjθ Err ) included in the voltage signal and the current signal is canceled as shown in the following equation (1). become.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

特開2004−294269号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-294269 (FIG. 1)

ところで、測定信号にホワイトノイズが含まれている場合、測定値の安定性は計測時間の平方根に比例するが、上記従来例では、電圧信号と電流信号を交互に測定しているため、計測時間に無駄が生ずる。   By the way, when white noise is included in the measurement signal, the stability of the measurement value is proportional to the square root of the measurement time. However, in the above conventional example, the voltage signal and the current signal are measured alternately. Is wasted.

例えば、電圧信号と電流信号の各計測時間が1msであるとした場合、双方の信号を計測するトータル時間は2msであるが、実際の計測時間は各信号ともに1msであり、測定値の高い安定性が得られない、という問題がある。   For example, if each measurement time of the voltage signal and the current signal is 1 ms, the total time for measuring both signals is 2 ms, but the actual measurement time is 1 ms for each signal, and the measured value is high and stable. There is a problem that sex cannot be obtained.

したがって、本発明の課題は、被測定試料から得られる電圧信号と電流信号とを同時に測定しながら、測定信号の出力系統に含まれている信号変換回路で生ずる誤差を確実に打ち消せるようにすることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to reliably cancel errors generated in a signal conversion circuit included in an output system of a measurement signal while simultaneously measuring a voltage signal and a current signal obtained from a sample to be measured. There is.

上記課題を解決するため、第1の発明は、請求項1に記載に記載されているように、被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々を所定の信号形態に変換する信号変換回路と、上記信号変換回路から出力される変換後電圧信号と変換後電流信号とに基づいて上記被測定試料のインピーダンスを求める制御手段とを備えているインピーダンス測定装置において、第1および第2の上記信号変換回路を2つ備えているとともに、上記電圧信号と電流信号のいずれかを選択して上記第1信号変換回路に入力する第1スイッチと、上記電圧信号と電流信号のいずれかを選択して上記第2信号変換回路に入力する第2スイッチとを有し、上記制御手段は、スイッチ切り換えステップとして、上記第1スイッチを上記電圧信号側に、上記第2スイッチを上記電流信号側にそれぞれ切り換えて、上記第1信号変換回路に上記電圧信号を入力し、上記第2信号変換回路に上記電流信号を入力する第1ステップと、上記第1スイッチを上記電流信号側に、上記第2スイッチを上記電圧信号側にそれぞれ切り換えて、上記第1信号変換回路に上記電流信号を入力し、上記第2信号変換回路に上記電圧信号を入力する第2ステップとを備え、上記第1ステップで上記各信号変換回路より出力される上記変換後電圧信号と上記変換後電流信号とから算出されるインピーダンスZと、上記第2ステップで上記各信号変換回路より出力される上記変換後電圧信号と上記変換後電流信号とから算出されるインピーダンスZとの積の平方根√Z・Zにより、上記被測定試料のインピーダンスZを求めることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a first invention is a signal conversion circuit for converting each of a voltage signal and a current signal obtained from a sample to be measured into a predetermined signal form, as described in claim 1. And a control means for obtaining the impedance of the sample to be measured based on the converted voltage signal output from the signal conversion circuit and the converted current signal, It has two signal conversion circuits, selects either the voltage signal or the current signal and inputs it to the first signal conversion circuit, and selects either the voltage signal or the current signal. A second switch for inputting to the second signal conversion circuit, and the control means sets the first switch to the voltage signal side as the switch switching step. Are switched to the current signal side, the voltage signal is input to the first signal conversion circuit, the current signal is input to the second signal conversion circuit, and the first switch is connected to the current signal. And a second step of switching the second switch to the voltage signal side, inputting the current signal to the first signal conversion circuit, and inputting the voltage signal to the second signal conversion circuit. , the impedance Z 1 is calculated from the above converted voltage signal and the converted current signal output from the respective signal conversion circuit in the first step, is output from the respective signal conversion circuit in the second step the square root √Z 1 · Z 2 of the product of the impedance Z 2 is calculated from the voltage signal and the converted current signal after the conversion, obtains the impedance Z of the sample to be measured It is characterized in that.

上記第1の発明においては、請求項2に記載されているように、上記第1ステップと上記第2ステップとが同一周期で切り換えられることが好ましい。   In the first invention, as described in claim 2, it is preferable that the first step and the second step are switched in the same cycle.

また、第2の発明は、請求項3に記載されているように、被測定試料に測定用の交流信号を印加する測定信号源と、上記被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々を所定の信号形態に変換する信号変換回路と、上記信号変換回路から出力される変換後電圧信号と変換後電流信号とに基づいて上記被測定試料のインピーダンスを求める制御手段とを備え、上記信号変換回路に上記被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々にローカル発振器からの変調信号を乗算する乗算器が含まれているインピーダンス測定装置において、上記信号変換回路として、上記電圧信号の出力系に設けられる第1信号変換回路と、上記電流信号の出力系に設けられる第2信号変換回路とを備えているとともに、上記ローカル発振器の変調信号とは異なる周波数の基準信号を出力する基準信号出力部と、上記第1信号変換回路を上記電圧信号の出力系もしくは上記基準信号出力部のいずれか一方に選択的に接続する第1スイッチと、上記第2信号変換回路を上記電流信号の出力系もしくは上記基準信号出力部のいずれか一方に選択的に接続する第2スイッチとを有し、上記制御手段は、スイッチ切り換えステップとして、上記第1,第2スイッチをともに上記基準信号出力部側に切り換えて、上記第1,第2信号変換回路とに上記基準信号を入力する第1ステップと、上記第1,第2スイッチをともに上記各出力系側に切り換えて、上記第1信号変換回路には上記電圧信号を入力し上記第2信号変換回路には上記電流信号を入力する第2ステップとを備え、上記制御手段は、上記第1ステップで上記第1,第2信号変換回路よりそれぞれ出力される変換後基準信号からインピーダンスZを算出し、上記第2ステップで上記第1信号変換回路より出力される変換後電圧信号と上記第2信号変換回路より出力される変換後電流信号とからインピーダンスZを算出したのち、上記インピーダンスZを上記インピーダンスZにて除算(Z/Z)して、上記被測定試料のインピーダンスZを求めることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, as described in claim 3, each of a measurement signal source for applying an AC signal for measurement to the sample to be measured, and a voltage signal and a current signal obtained from the sample to be measured A signal conversion circuit for converting the signal into a predetermined signal form, and control means for obtaining the impedance of the sample to be measured based on the converted voltage signal and the converted current signal output from the signal conversion circuit, In the impedance measuring apparatus, wherein the conversion circuit includes a multiplier that multiplies each of the voltage signal and current signal obtained from the sample to be measured by the modulation signal from the local oscillator, and the output of the voltage signal is used as the signal conversion circuit. A first signal conversion circuit provided in the system and a second signal conversion circuit provided in the output system of the current signal, and different from the modulation signal of the local oscillator. A reference signal output unit that outputs a reference signal having a frequency, a first switch that selectively connects the first signal conversion circuit to either the voltage signal output system or the reference signal output unit, and the first switch A second switch for selectively connecting the two-signal conversion circuit to either the current signal output system or the reference signal output unit, and the control means performs the first and first switches as a switch switching step. The first step of switching both switches to the reference signal output unit side and inputting the reference signal to the first and second signal conversion circuits, and both the first and second switches to the output system side And the second signal converting circuit inputs the current signal to the second signal converting circuit, and the control means includes the first step. In the first, respectively calculated impedance Z 3 from the converted reference signal outputted from the second signal converter circuit, converted voltage signal output from the first signal conversion circuit in the second step and the second After calculating the impedance Z 4 from the converted current signal output from the signal conversion circuit, the impedance Z 4 is divided by the impedance Z 3 (Z 4 / Z 3 ) to obtain the impedance Z of the sample to be measured. It is characterized by seeking.

上記第2の発明において、請求項4に記載されているように、上記基準信号出力部は、上記測定信号源から上記基準信号を得ることが好ましい。   In the second aspect, as described in claim 4, it is preferable that the reference signal output unit obtains the reference signal from the measurement signal source.

また、請求項5に記載されているように、上記被測定試料が複数個で、その各々が所定の搬送手段により順次測定ステージに搬送されてインピーダンス測定が行われる場合においては、好ましくは、上記被測定試料の搬送中に上記第1ステップが実行されて上記インピーダンスZが算出され、上記測定ステージに搬送後の測定時に上記第2ステップが実行されて上記インピーダンスZが算出される。 In addition, as described in claim 5, in the case where there are a plurality of the samples to be measured and each of them is sequentially transported to a measurement stage by a predetermined transport means, and impedance measurement is performed, preferably, the first step in the transfer of the sample to be measured is performed is the impedance Z 3 is calculated, the impedance Z 4 is the second step in the measurement after transported to the measurement stage execution is calculated.

第1の発明によれば、同一構成である第1および第2の2つの信号変換回路を有し、第1ステップでは、電圧信号と電流信号のうち、例えば電圧信号が第1信号変換回路に入力されるとともに電流信号が第2信号変換回路に入力され、第2ステップでは、逆に電流信号が第1信号変換回路に入力されるとともに電圧信号が第2信号変換回路に入力され、第1ステップでの測定信号に基づいて算出されるインピーダンスZと、第2ステップでの測定信号に基づいて算出されるインピーダンスZとの積の平方根√Z・Zより、被測定試料のインピーダンスZを求めるようにしたことより、被測定試料から得られる電圧信号と電流信号とを同時に測定しながら、その演算過程で各信号変換回路の誤差が打ち消されるため、測定値の高い安定性が得られる。また、Zの測定開始からZの測定を終えるまでのごく短時間の間、安定していればよいため、信号変換回路を安価に構成できる。 According to the first invention, the first and second signal conversion circuits having the same configuration are provided. In the first step, of the voltage signal and the current signal, for example, the voltage signal is transferred to the first signal conversion circuit. In the second step, the current signal is input to the first signal conversion circuit and the voltage signal is input to the second signal conversion circuit, and the first signal is input to the second signal conversion circuit. From the square root √Z 1 · Z 2 of the product of the impedance Z 1 calculated based on the measurement signal at the step and the impedance Z 2 calculated based on the measurement signal at the second step, the impedance of the sample to be measured Since Z is obtained, the error of each signal conversion circuit is canceled in the calculation process while simultaneously measuring the voltage signal and the current signal obtained from the sample to be measured. Qualitative is obtained. Further, during the extremely short time from the start of measurement of the Z 1 until the end of the measurement of Z 2, since it is sufficient stable, it can be inexpensively constitute a signal conversion circuit.

また、第2の発明によれば、第1ステップでは、基準信号がともに第1,第2信号変換回路に入力され、その変換後の基準信号によりインピーダンスZが算出され、次の第2ステップでは、第1信号変換回路に電圧信号が入力され、第2信号変換回路に電流信号が入力され、それら変換後の電圧信号と電流信号とによりインピーダンスZが算出され、その後、インピーダンスZをインピーダンスZにて除算(Z/Z)して、被測定試料のインピーダンスZを求めるようにしたことにより、上記第1の発明と同じく、演算過程で各信号変換回路の誤差が打ち消されるため、測定値の高い安定性が得られる。また、Zの測定開始からZの測定を終えるまでのごく短時間の間、安定していればよいため、基準信号と信号変換回路を安価に構成できる。 In addition, according to the second invention, in a first step, the first reference signal are both input to the second signal converter circuit, the impedance Z 3 is calculated by the reference signal after the conversion, the second step follows in the voltage signal to a first signal conversion circuit is input, a current signal is input to the second signal converter circuit, the impedance Z 4 are calculated by the voltage and current signals after their conversion, then the impedance Z 4 By dividing by the impedance Z 3 (Z 4 / Z 3 ) to obtain the impedance Z of the sample to be measured, the error of each signal conversion circuit is canceled in the calculation process as in the first aspect. Therefore, high stability of the measured value can be obtained. In addition, the reference signal and the signal conversion circuit can be configured at low cost because it is only necessary to be stable for a very short time from the start of the measurement of Z 1 to the end of the measurement of Z 2 .

また、第2の発明においては、第1ステップでは、電圧,電流の測定信号を必要としないため、例えば被測定試料が複数個で、その各々が所定の搬送手段により順次測定ステージに搬送されてインピーダンス測定が行われる場合においては、被測定試料の搬送中に第1ステップを実行してキャリブレーションデータを得ることができる。   In the second invention, in the first step, voltage and current measurement signals are not required. For example, there are a plurality of samples to be measured, each of which is sequentially transported to the measurement stage by a predetermined transport means. When impedance measurement is performed, calibration data can be obtained by executing the first step during conveyance of the sample to be measured.

まず、図1により本発明の第1実施形態について説明し、次に図2ないし図4により本発明の第2実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係るインピーダンス測定装置における信号変換回路の部分を示すブロック図で、(a)は第1ステップ時でのスイッチ切り換え状態を示し、(b)は第2ステップ時でのスイッチ切り換え状態を示している。   First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, and then a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a portion of a signal conversion circuit in the impedance measuring apparatus according to the first embodiment. FIG. 1A shows a switch switching state at the first step, and FIG. 1B shows a state at the second step. The switch switching state is shown.

図1に示すように、第1実施形態に係るインピーダンス測定装置は、電圧出力チャンネル(電圧出力系統)1と、電流出力チャンネル(電流出力系統)2の各出力チャンネルから制御手段20に至る信号経路間で並列に接続される第1および第2の2つの信号変換回路100,200を備えている。   As shown in FIG. 1, the impedance measuring apparatus according to the first embodiment is a signal path from each output channel of a voltage output channel (voltage output system) 1 and a current output channel (current output system) 2 to the control means 20. The first and second signal conversion circuits 100 and 200 are connected in parallel.

電圧出力チャンネル1には、測定信号源400より被測定試料DUT(ともに図2参照)に測定用の交流信号を与え、これに伴って被測定試料の両端に発生する電圧信号(Vexpjθ)が現れ、また、電流出力チャンネル2には、上記被測定試料に流れる電流信号(Iexpjθ)が現れる。制御手段20には、CPU(演算処理手段)やマイクロコンピュータなどが用いられてよい。 A voltage signal (Vexpjθ V ) generated at both ends of the sample to be measured is supplied to the voltage output channel 1 from the measurement signal source 400 to the sample to be measured DUT (both see FIG. 2). In addition, a current signal (Iexpjθ I ) flowing through the sample to be measured appears in the current output channel 2. As the control means 20, a CPU (arithmetic processing means), a microcomputer, or the like may be used.

第1および第2信号変換回路100,200は同一構成であり、この例では、各信号変換回路100,200には、A/D変換器110,210と、それらの前段に接続される周波数変換回路120,220とが含まれている。   The first and second signal conversion circuits 100 and 200 have the same configuration. In this example, each of the signal conversion circuits 100 and 200 includes an A / D converter 110 and 210 and a frequency conversion connected to the preceding stage thereof. Circuits 120 and 220 are included.

また、周波数変換回路120,220には、ローカル発振器300を共用とし、このローカル発振器300からの変調信号(周波数f)と測定信号(電圧信号,電流信号)とを乗算する乗算器(ミキサ)121,221と、ローパスフィルタ122,222とが含まれている。 The frequency converters 120 and 220 share the local oscillator 300, and a multiplier (mixer) that multiplies the modulation signal (frequency f M ) from the local oscillator 300 and the measurement signal (voltage signal, current signal). 121 and 221 and low-pass filters 122 and 222 are included.

先に説明した従来例と同じく、周波数変換はヘテロダイン方式で、上記測定信号の周波数をfとすると、乗算器121,221から(f+f)なる和周波数信号と、(f−f)なる差周波数信号が出力されるため、ローパスフィルタ122,222にて差周波数信号を被測定信号として抽出する。 As in the conventional example described above, the frequency conversion is a heterodyne system, and the frequency of the measurement signal is f A, and the sum frequency signal of (f A + f M ) from the multipliers 121 and 221 and (f A −f M ) is output, the low-pass filters 122 and 222 extract the difference frequency signal as a signal under measurement.

なお、温度や経時などにより、第1信号変換回路100の周波数変換回路120で生ずる誤差をke1expjθe1とし、第2信号変換回路200の周波数変換回路220で生ずる誤差をke2expjθe2とする。 Note that an error that occurs in the frequency conversion circuit 120 of the first signal conversion circuit 100 due to temperature, time, or the like is k e1 expjθ e1, and an error that occurs in the frequency conversion circuit 220 of the second signal conversion circuit 200 is k e2 expjθ e2 . .

第1信号変換回路100は、第1スイッチSW1を介して電圧出力チャンネル1と電流出力チャンネル2のいずれかに選択的に接続され、また、第2信号変換回路200も、第2スイッチSW2を介して電圧出力チャンネル1と電流出力チャンネル2のいずれかに選択的に接続される。各スイッチSW1,SW2は制御手段20により、その切り換えが制御される。   The first signal conversion circuit 100 is selectively connected to either the voltage output channel 1 or the current output channel 2 via the first switch SW1, and the second signal conversion circuit 200 is also connected via the second switch SW2. Thus, it is selectively connected to either the voltage output channel 1 or the current output channel 2. Switching of each switch SW1, SW2 is controlled by the control means 20.

このインピーダンス測定装置では、電圧出力チャンネル1と電流出力チャンネル2とから制御手段20に至る信号経路をスイッチSW1,SW2により切り換えることにより、各信号変換回路100,200で生ずる誤差を打ち消す。   In this impedance measuring device, the signal path from the voltage output channel 1 and the current output channel 2 to the control means 20 is switched by the switches SW1 and SW2, thereby canceling errors generated in the signal conversion circuits 100 and 200.

そのため、まず第1ステップとして、図1(a)に示すように、第1スイッチSW1を電圧出力チャンネル1側に切り換えるとともに、第2スイッチSW2を電流出力チャンネル2側に切り換える。   Therefore, as a first step, as shown in FIG. 1A, the first switch SW1 is switched to the voltage output channel 1 side and the second switch SW2 is switched to the current output channel 2 side.

これにより、電圧信号(Vexpjθ)は第1信号変換回路100の周波数変換回路120で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器110でデジタル信号に変換されて制御手段20に入力される。また、電流信号(Iexpjθ)は第2信号変換回路200の周波数変換回路220で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器210でデジタル信号に変換されて制御手段20に入力される。 As a result, the voltage signal (Vexpjθ V ) is subjected to predetermined frequency conversion by the frequency conversion circuit 120 of the first signal conversion circuit 100, converted to a digital signal by the A / D converter 110, and input to the control means 20. . The current signal (Iexpjθ I ) is frequency-converted to a predetermined frequency by the frequency conversion circuit 220 of the second signal conversion circuit 200, converted to a digital signal by the A / D converter 210, and input to the control means 20.

制御手段20は、これら電圧信号と電流信号とから次式(2)により、第1ステップでのインピーダンスZを算出する。 Control means 20, by the following equation from these voltage and current signals (2) to calculate the impedance Z 1 in the first step.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

次に、第2ステップとして、図1(b)に示すように、第1スイッチSW1を電流出力チャンネル2側に切り換えるとともに、第2スイッチSW2を電圧出力チャンネル1側に切り換える。   Next, as a second step, as shown in FIG. 1B, the first switch SW1 is switched to the current output channel 2 side, and the second switch SW2 is switched to the voltage output channel 1 side.

これにより、電圧信号(Vexpjθ)は第2信号変換回路200の周波数変換回路220で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器210でデジタル信号に変換されて制御手段20に入力される。また、電流信号(Iexpjθ)は第1信号変換回路100の周波数変換回路120で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器110でデジタル信号に変換されて制御手段20に入力される。 Thus, the voltage signal (Vexpjθ V ) is frequency-converted to a predetermined frequency by the frequency conversion circuit 220 of the second signal conversion circuit 200, converted to a digital signal by the A / D converter 210, and input to the control means 20. . The current signal (Iexpjθ I ) is frequency-converted to a predetermined frequency by the frequency conversion circuit 120 of the first signal conversion circuit 100, converted to a digital signal by the A / D converter 110, and input to the control means 20.

制御手段20は、これら電圧信号と電流信号とから次式(3)により、第2ステップでのインピーダンスZを算出する。なお、第2ステップでの計測時間は、第1ステップでの計測時間と同じ時間とすることが好ましい。 Control means 20, by the following equation from these voltage and current signals (3) to calculate the impedance Z 2 at the second step. Note that the measurement time in the second step is preferably the same as the measurement time in the first step.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

第2ステップでの測定後、制御手段20は、次式(4)に示すように、第1ステップでのインピーダンスZと第2ステップでのインピーダンスZとの積の平方根√Z・Zを演算して、被測定試料のインピーダンスZを求める。 After the measurement in the second step, the control means 20 obtains the square root √Z 1 · Z of the product of the impedance Z 1 in the first step and the impedance Z 2 in the second step as shown in the following equation (4). 2 is calculated to obtain the impedance Z of the sample to be measured.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

この式(4)から分かるように、平方根√Z・Zの演算により、第1信号変換回路100の誤差(ke1expjθe1)と、第2信号変換回路200の誤差(ke2expjθe2)とが打ち消されるが、この第1実施形態の場合、電圧信号と電流信号とが同時に測定され、計測時間に無駄がないことから、上記従来例に比べて測定値の安定性(S/N比)は√2倍程度高くなる。 As can be seen from this equation (4), the error of the first signal conversion circuit 100 (k e1 expjθ e1 ) and the error of the second signal conversion circuit 200 (k e2 expjθ e2 ) are calculated by the calculation of the square root √Z 1 · Z 2. However, in the case of the first embodiment, the voltage signal and the current signal are measured at the same time, and the measurement time is not wasted. Ratio) is about √2 times higher.

なお、上記第1ステップおよび第2ステップにおけるインピーダンスZ,Zの測定時間は例えば1ms程度の短時間であり、この程度の時間であれば、上記の各誤差(ke1expjθe1),(ke2expjθe2)は安定しているため、上記式(4)にて打ち消すことができる。また、上記の例では、第1ステップを先に行い、その後に第2ステップを実行するようにしているが、第2ステップを先に行い、その後に第1ステップを実行するようにしてもよい。 Note that the measurement time of the impedances Z 1 and Z 2 in the first step and the second step is a short time of about 1 ms, for example. If this time is about this time, the errors (k e1 expjθ e1 ), ( Since k e2 expjθ e2 ) is stable, it can be canceled by the above equation (4). In the above example, the first step is performed first and then the second step is executed. However, the second step may be performed first and then the first step may be performed. .

なお、別の例として、第1ステップで得られたインピーダンスZの絶対値|Z|を次式(5.1),その位相θを次式(5.2)とし、また、第2ステップで得られたインピーダンスZの絶対値|Z|を次式(6.1),その位相θを次式(6.2)として、次式(7.1),(7.2)により、被測定試料のインピーダンス|Z|と位相θとを求めることもできる。 As another example, the absolute value | Z 1 | of the impedance Z 1 obtained in the first step is represented by the following equation (5.1), the phase θ 1 thereof is represented by the following equation (5.2), The absolute value | Z 2 | of the impedance Z 2 obtained in two steps is represented by the following equation (6.1), and the phase θ 2 thereof is represented by the following equation (6.2), and the following equations (7.1) and (7. 2), the impedance | Z | and the phase θ of the sample to be measured can also be obtained.

Figure 2008157911
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Figure 2008157911
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Figure 2008157911
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なお、上記第1実施形態において、第1,第2信号変換回路100,200は、必ずしも上記周波数変換回路120,220を含むことを必要とせず、例えばA/D変換器110,210のみを含む形態であってもよい。   In the first embodiment, the first and second signal conversion circuits 100 and 200 do not necessarily include the frequency conversion circuits 120 and 220. For example, only the A / D converters 110 and 210 are included. Form may be sufficient.

次に、図2ないし図4により本発明の第2実施形態について説明する。なお、この第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同一の構成要素には同じ参照符号が用いられている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the description of the second embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.

図2に示すように、この第2実施形態に係るインピダーンス測定装置においても、電圧出力チャンネル(電圧出力系統)1と、電流出力チャンネル(電流出力系統)2の各出力チャンネルから制御手段20に至る信号経路間で並列に接続される第1および第2の2つの信号変換回路100,200を備えている。   As shown in FIG. 2, also in the impedance measuring apparatus according to the second embodiment, the voltage output channel (voltage output system) 1 and the current output channel (current output system) 2 reach the control means 20 from each output channel. First and second signal conversion circuits 100 and 200 are connected in parallel between the signal paths.

図2には、被測定試料DUTおよび測定信号源400が示されている。測定信号源400より被測定試料DUTに測定用の交流信号が与えられ、これに伴って被測定試料の両端に発生する電圧信号(Vexpjθ)が電圧アンプ410を介して電圧出力チャンネル1に現れる。 FIG. 2 shows a DUT to be measured and a measurement signal source 400. An AC signal for measurement is supplied from the measurement signal source 400 to the sample DUT to be measured, and a voltage signal (Vexpjθ V ) generated at both ends of the sample to be measured appears in the voltage output channel 1 through the voltage amplifier 410. .

また、電流出力チャンネル2には、電流検出手段421にて検出された被測定試料DUTに流れる電流信号(Iexpjθ)が電流アンプ420を介して現れる。制御手段20には、CPU(演算処理手段)やマイクロコンピュータなどが用いられてよい。 In the current output channel 2, a current signal (Iexpjθ I ) flowing through the sample DUT detected by the current detection unit 421 appears via the current amplifier 420. As the control means 20, a CPU (arithmetic processing means), a microcomputer, or the like may be used.

第1および第2信号変換回路100,200は同一構成であり、上記第1実施形態と同じく、各信号変換回路100,200には、A/D変換器110,210と、それらの前段に接続される周波数変換回路120,220とが含まれている。   The first and second signal conversion circuits 100 and 200 have the same configuration. As in the first embodiment, each signal conversion circuit 100 and 200 is connected to the A / D converters 110 and 210 and their previous stages. Frequency conversion circuits 120 and 220 are included.

また、周波数変換回路120,220には、ローカル発振器300を共用とし、このローカル発振器300からの変調信号(周波数f)と測定信号(電圧信号,電流信号)とを乗算する乗算器(ミキサ)121,221と、ローパスフィルタ122,222とが含まれている。 The frequency converters 120 and 220 share the local oscillator 300, and a multiplier (mixer) that multiplies the modulation signal (frequency f M ) from the local oscillator 300 and the measurement signal (voltage signal, current signal). 121 and 221 and low-pass filters 122 and 222 are included.

上記第1実施形態と同じく、温度や経時などにより、第1信号変換回路100の周波数変換回路120で生ずる誤差をke1expjθe1とし、第2信号変換回路200の周波数変換回路220で生ずる誤差をke2expjθe2とする。 As in the first embodiment, an error generated in the frequency conversion circuit 120 of the first signal conversion circuit 100 due to temperature, time, or the like is denoted as k e1 expjθ e1, and an error generated in the frequency conversion circuit 220 of the second signal conversion circuit 200 is Let k e2 expjθ e2 .

この第2実施形態においては、ローカル発振器300の変調信号とは異なる周波数の基準信号(Sexpjθ)を出力する基準信号出力部440を備えている。 In the second embodiment, a reference signal output unit 440 that outputs a reference signal (Sexpjθ s ) having a frequency different from that of the modulation signal of the local oscillator 300 is provided.

この場合、構成の簡素化をはかるため、基準信号出力部440は、測定信号源400より発生される測定用の交流信号を減衰器430を介して基準信号として得ている。この例において、基準信号は1MHzで、ローカル発振器300の変調信号は999kHzに設定している。   In this case, the reference signal output unit 440 obtains the measurement AC signal generated from the measurement signal source 400 as the reference signal via the attenuator 430 in order to simplify the configuration. In this example, the reference signal is 1 MHz, and the modulation signal of the local oscillator 300 is set to 999 kHz.

第1信号変換回路100は、第1スイッチSW1を介して電圧出力チャンネル1と基準信号出力部440のいずれかに選択的に接続され、また、第2信号変換回路200は、第2スイッチSW2を介して電流出力チャンネル2と基準信号出力部440のいずれかに選択的に接続される。各スイッチSW1,SW2は制御手段20により、その切り換えが制御される。   The first signal conversion circuit 100 is selectively connected to either the voltage output channel 1 or the reference signal output unit 440 via the first switch SW1, and the second signal conversion circuit 200 connects the second switch SW2. Through the current output channel 2 and the reference signal output unit 440. Switching of each switch SW1, SW2 is controlled by the control means 20.

この第2実施形態に係るインピーダンス測定装置では、次のようにスイッチSW1,SW2を切り換えることにより、各信号変換回路100,200で生ずる誤差を打ち消す。   In the impedance measuring apparatus according to the second embodiment, the errors generated in the signal conversion circuits 100 and 200 are canceled by switching the switches SW1 and SW2 as follows.

まず第1ステップとして、図2(a)に示すように、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2をともに基準信号出力部440側に切り換える。   First, as a first step, as shown in FIG. 2A, both the first switch SW1 and the second switch SW2 are switched to the reference signal output unit 440 side.

これにより、基準信号(Sexpjθ)は、第1信号変換回路100の周波数変換回路120で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器110でデジタル信号に変換され、変換後基準信号(Sexpjθ・ke1expjθe1 )として制御手段20に入力される。 As a result, the reference signal (Sexpjθ s ) is subjected to predetermined frequency conversion by the frequency conversion circuit 120 of the first signal conversion circuit 100, and then converted to a digital signal by the A / D converter 110, and the converted reference signal (Sexpjθ) s · k e1 expjθ e1 ).

また、基準信号(Sexpjθ)は、第2信号変換回路200の周波数変換回路220で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器210でデジタル信号に変換され、変換後基準信号(Sexpjθ・ke2expjθe2 )として制御手段20に入力される。 The reference signal (Sexpjθ s ) is frequency-converted to a predetermined frequency by the frequency conversion circuit 220 of the second signal conversion circuit 200, converted to a digital signal by the A / D converter 210, and the converted reference signal (Sexpjθ s). K e2 expjθ e2 ) is input to the control means 20

制御手段20は、これらの各変換後基準信号(Sexpjθ・ke1expjθe1 ),(Sexpjθ・ke2expjθe2 )から次式(8)により、第1ステップでのインピーダンスZを算出する。 Control means 20, each of these converted reference signal (Sexpjθ s · k e1 expjθ e1 ), by (Sexpjθ s · k e2 expjθ e2 ) from the following equation (8) to calculate the impedance Z 3 in the first step .

Figure 2008157911
Figure 2008157911

次に、第2ステップとして、図2(b)に示すように、第1スイッチSW1を電圧出力チャンネル1側に切り換えるとともに、第2スイッチSW2を電流出力チャンネル2側に切り換える。   Next, as a second step, as shown in FIG. 2B, the first switch SW1 is switched to the voltage output channel 1 side, and the second switch SW2 is switched to the current output channel 2 side.

これにより、電圧信号(Vexpjθ)は、第1信号変換回路100の周波数変換回路120で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器210でデジタル信号に変換され、変換後電圧信号(Vexpjθ・ke1expjθe1 )として制御手段20に入力される。 As a result, the voltage signal (Vexpjθ V ) is subjected to a predetermined frequency conversion by the frequency conversion circuit 120 of the first signal conversion circuit 100, and then converted to a digital signal by the A / D converter 210, and the converted voltage signal (Vexpjθ) V · k e1 expjθ e1 ) is input to the control means 20.

また、電流信号(Iexpjθ)は、第2信号変換回路200の周波数変換回路220で所定に周波数変換されたのち、A/D変換器110でデジタル信号に変換され、変換後電流信号(Iexpjθ・ke2expjθe2 )として制御手段20に入力される。 Further, the current signal (Iexpjθ I ) is subjected to predetermined frequency conversion by the frequency conversion circuit 220 of the second signal conversion circuit 200, then converted to a digital signal by the A / D converter 110, and the converted current signal (Iexpjθ I). K e2 expjθ e2 ) is input to the control means 20

制御手段20は、これら変換後の電圧信号と電流信号とから次式(9)により、第2ステップでのインピーダンスZを算出する。 Control means 20, by the following equation from the voltage signal and the current signal after these conversion (9), calculates the impedance Z 4 in the second step.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

第2ステップでの測定後、制御手段20は、次式(10)に示すように、第2ステップでのインピーダンスZを第1ステップでのインピーダンスZで除算(Z/Z)演算して、被測定試料DUTのインピーダンスZを求める。 After the measurement in the second step, the control means 20, as shown in the following equation (10), the impedance Z 4 in the second step is divided by the impedance Z 3 in the first step (Z 4 / Z 3) calculation Then, the impedance Z of the sample DUT to be measured is obtained.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

この式(10)から分かるように、(Z/Z)の演算により、第1信号変換回路100の誤差(ke1expjθe1)と、第2信号変換回路200の誤差(ke2expjθe2)とが消去される。 As seen from this equation (10), (Z 4 / Z 3) by calculation of the error (k e1 expjθ e1) of the first signal conversion circuit 100, the second signal converter 200 error (k e2 expjθ e2 ) And are deleted.

以後、各被測定試料DUTごとに、上記第1ステップと第2ステップとが繰り返して実行されるが、この第2実施形態は、図3に例示するように、各被測定試料DUT1,DUT2,DUT3,…が所定の搬送手段Cにてインピーダンス測定部Mに順次運ばれて測定が行われる測定工程にとって特に好ましく適用される。   Thereafter, the first step and the second step are repeatedly executed for each sample DUT to be measured. In the second embodiment, as shown in FIG. 3, each sample DUT1, DUT2, and DUT are measured. It is particularly preferably applied to a measurement process in which DUTs 3,... Are sequentially carried to the impedance measuring unit M by a predetermined conveying means C and measurement is performed.

すなわち、図4の測定工程のフローに示すように、搬送中に第1ステップを実行して基準信号によるインピーダンスZ(キャリブレーションデータ)を得、インピーダンス測定部Mでの測定で電圧・電流によるインピーダンスZを得ることにより、合理的なインピーダンス測定を行うことができる。 That is, as shown in the flow of the measurement process in FIG. 4, the first step is executed during conveyance to obtain the impedance Z 3 (calibration data) based on the reference signal, and the impedance measurement unit M measures the voltage and current. by obtaining the impedance Z 4, it is possible to make a reasonable impedance measurement.

また、第2実施形態での基準信号は、少なくともインピーダンスZの測定を開始してからインピーダンスZを測定し終えるまでのごく短時間安定していればよいため、基準信号出力部440を安価に構成することができる。 The reference signal in the second embodiment, since it is sufficient that the very short time stable up finishes measuring the impedance Z 4 from the start at least the measurement of the impedance Z 3, a reference signal output section 440 low-cost Can be configured.

なお、別の例として、上記第1実施形態と同じく、第1ステップで得られたインピーダンスZの絶対値|Z|を次式(11.1),その位相θを次式(11.2)とし、また、第2ステップで得られたインピーダンスZの絶対値|Z|を次式(12.1),その位相θを次式(11.2)として、次式(13.1),(13.2)により、被測定試料のインピーダンス|Z|と位相θとを求めることもできる。 As another example, as in the first embodiment, the absolute value | Z 3 | of the impedance Z 3 obtained in the first step is expressed by the following equation (11.1), and the phase θ 3 is expressed by the following equation (11 .2), the absolute value | Z 4 | of the impedance Z 4 obtained in the second step is represented by the following equation (12.1), and its phase θ 4 is represented by the following equation (11.2). 13.1) and (13.2) can also determine the impedance | Z | and the phase θ of the sample to be measured.

Figure 2008157911
Figure 2008157911

Figure 2008157911
Figure 2008157911

Figure 2008157911
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本発明の第1実施形態に係るインピーダンス測定装置の要部を示すブロック図。The block diagram which shows the principal part of the impedance measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るインピーダンス測定装置の要部を示すブロック図。The block diagram which shows the principal part of the impedance measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 上記第2実施形態に係るインピーダンス測定装置が好適に適用される測定工程を例示した模式図。The schematic diagram which illustrated the measurement process in which the impedance measuring device concerning the 2nd embodiment is applied suitably. 図3の測定工程で実施される測定手順を示したフロー図。The flowchart which showed the measurement procedure implemented at the measurement process of FIG. 従来のインピーダンス測定装置における信号変換回路の部分を示すブロック図。The block diagram which shows the part of the signal conversion circuit in the conventional impedance measuring apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 電圧出力チャンネル
2 電流出力チャンネル
20 制御手段
100 第1信号変換回路
200 第2信号変換回路
110,210 A/D変換器
120,220 周波数変換器
121,221 乗算器
122,222 ローパスフィルタ
300 ローカル発振器
SW1,SW2 スイッチ
400 測定信号源
440 基準信号出力部
DUT 被測定試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage output channel 2 Current output channel 20 Control means 100 1st signal conversion circuit 200 2nd signal conversion circuit 110,210 A / D converter 120,220 Frequency converter 121,221 Multiplier 122,222 Low pass filter 300 Local oscillator SW1, SW2 Switch 400 Measurement signal source 440 Reference signal output unit DUT Sample to be measured

Claims (5)

被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々を所定の信号形態に変換する信号変換回路と、上記信号変換回路から出力される変換後電圧信号と変換後電流信号とに基づいて上記被測定試料のインピーダンスを求める制御手段とを備えているインピーダンス測定装置において、
第1および第2の上記信号変換回路を2つ備えているとともに、上記電圧信号と上記電流信号のいずれかを選択して上記第1信号変換回路に入力する第1スイッチと、上記電圧信号と上記電流信号のいずれかを選択して上記第2信号変換回路に入力する第2スイッチとを有し、
上記制御手段は、スイッチ切り換えステップとして、上記第1スイッチを上記電圧信号側に、上記第2スイッチを上記電流信号側にそれぞれ切り換えて、上記第1信号変換回路に上記電圧信号を入力し、上記第2信号変換回路に上記電流信号を入力する第1ステップと、
上記第1スイッチを上記電流信号側に、上記第2スイッチを上記電圧信号側にそれぞれ切り換えて、上記第1信号変換回路に上記電流信号を入力し、上記第2信号変換回路に上記電圧信号を入力する第2ステップとを備え、
上記第1ステップで上記各信号変換回路より出力される上記変換後電圧信号と上記変換後電流信号とから算出されるインピーダンスZと、上記第2ステップで上記各信号変換回路より出力される上記変換後電圧信号と上記変換後電流信号とから算出されるインピーダンスZとの積の平方根√Z・Zにより、上記被測定試料のインピーダンスZを求めることを特徴とするインピーダンス測定装置。
A signal conversion circuit that converts each of a voltage signal and a current signal obtained from the measured sample into a predetermined signal form, and the measured signal based on the converted voltage signal and the converted current signal output from the signal conversion circuit. In an impedance measuring device comprising a control means for obtaining the impedance of a sample,
A first switch that includes two first and second signal conversion circuits, selects one of the voltage signal and the current signal, and inputs the selected signal to the first signal conversion circuit; and the voltage signal; A second switch that selects any one of the current signals and inputs the current signal to the second signal conversion circuit;
The control means switches the first switch to the voltage signal side, the second switch to the current signal side, and inputs the voltage signal to the first signal conversion circuit as a switch switching step, A first step of inputting the current signal to the second signal conversion circuit;
The first switch is switched to the current signal side, the second switch is switched to the voltage signal side, the current signal is input to the first signal conversion circuit, and the voltage signal is input to the second signal conversion circuit. A second step of inputting,
The impedance Z 1 is calculated from the converted voltage signal and the converted current signal output from the respective signal conversion circuit and in the first step, said output from each of the signal conversion circuit in the second step An impedance measuring apparatus, wherein the impedance Z of the sample to be measured is obtained by a square root √Z 1 · Z 2 of a product of the converted voltage signal and the impedance Z 2 calculated from the converted current signal.
上記第1ステップと上記第2ステップとが同一周期で切り換えられる請求項1に記載のインピーダンス測定装置。   The impedance measuring apparatus according to claim 1, wherein the first step and the second step are switched at the same cycle. 被測定試料に測定用の交流信号を印加する測定信号源と、上記被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々を所定の信号形態に変換する信号変換回路と、上記信号変換回路から出力される変換後電圧信号と変換後電流信号とに基づいて上記被測定試料のインピーダンスを求める制御手段とを備え、上記信号変換回路に上記被測定試料から得られる電圧信号と電流信号の各々にローカル発振器からの変調信号を乗算する乗算器が含まれているインピーダンス測定装置において、
上記信号変換回路として、上記電圧信号の出力系に設けられる第1信号変換回路と、上記電流信号の出力系に設けられる第2信号変換回路とを備えているとともに、上記ローカル発振器の変調信号とは異なる周波数の基準信号を出力する基準信号出力部と、上記第1信号変換回路を上記電圧信号の出力系もしくは上記基準信号出力部のいずれか一方に選択的に接続する第1スイッチと、上記第2信号変換回路を上記電流信号の出力系もしくは上記基準信号出力部のいずれか一方に選択的に接続する第2スイッチとを有し、
上記制御手段は、スイッチ切り換えステップとして、上記第1,第2スイッチをともに上記基準信号出力部側に切り換えて、上記第1,第2信号変換回路とに上記基準信号を入力する第1ステップと、上記第1,第2スイッチをともに上記各出力系側に切り換えて、上記第1信号変換回路には上記電圧信号を入力し上記第2信号変換回路には上記電流信号を入力する第2ステップとを備え、
上記制御手段は、上記第1ステップで上記第1,第2信号変換回路よりそれぞれ出力される変換後基準信号からインピーダンスZを算出し、上記第2ステップで上記第1信号変換回路より出力される変換後電圧信号と上記第2信号変換回路より出力される変換後電流信号とからインピーダンスZを算出したのち、上記インピーダンスZを上記インピーダンスZにて除算(Z/Z)して、上記被測定試料のインピーダンスZを求めることを特徴とするインピーダンス測定装置。
A measurement signal source that applies an AC signal for measurement to the sample to be measured, a signal conversion circuit that converts each of the voltage signal and current signal obtained from the sample to be measured into a predetermined signal form, and an output from the signal conversion circuit And a control means for obtaining the impedance of the sample to be measured based on the converted voltage signal and the converted current signal, and the signal conversion circuit is local to each of the voltage signal and the current signal obtained from the sample to be measured. In an impedance measuring device including a multiplier for multiplying a modulation signal from an oscillator,
The signal conversion circuit includes a first signal conversion circuit provided in the voltage signal output system and a second signal conversion circuit provided in the current signal output system, and a modulation signal of the local oscillator A reference signal output section for outputting a reference signal of a different frequency, a first switch for selectively connecting the first signal conversion circuit to either the voltage signal output system or the reference signal output section, A second switch for selectively connecting the second signal conversion circuit to either the current signal output system or the reference signal output unit;
The control means, as a switch switching step, switches both the first and second switches to the reference signal output unit side and inputs the reference signal to the first and second signal conversion circuits; The second step of switching both the first and second switches to the output system side, inputting the voltage signal to the first signal conversion circuit and inputting the current signal to the second signal conversion circuit. And
It said control means, the said first in first step, each calculated impedance Z 3 from the converted reference signal outputted from the second signal converter circuit, is output from the first signal conversion circuit in the second step After calculating the impedance Z 4 from the converted voltage signal and the converted current signal output from the second signal conversion circuit, the impedance Z 4 is divided by the impedance Z 3 (Z 4 / Z 3 ). An impedance measuring apparatus for obtaining an impedance Z of the sample to be measured.
上記基準信号出力部は、上記測定信号源から上記基準信号を得ることを特徴とする請求項3に記載のインピーダンス測定装置。   The impedance measurement apparatus according to claim 3, wherein the reference signal output unit obtains the reference signal from the measurement signal source. 上記被測定試料が複数個で、その各々が所定の搬送手段により順次測定ステージに搬送されてインピーダンス測定が行われる場合において、上記被測定試料の搬送中に上記第1ステップが実行されて上記インピーダンスZが算出され、上記測定ステージに搬送後の測定時に上記第2ステップが実行されて上記インピーダンスZが算出されることを特徴とする請求項3または4に記載のインピーダンス測定装置。 In the case where there are a plurality of samples to be measured and each of them is sequentially transported to a measurement stage by a predetermined transport means and impedance measurement is performed, the first step is executed during transport of the sample to be measured, and the impedance is measured. Z 3 is calculated, the impedance measuring apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the impedance Z 4 is the second step is executed during measurement after transported to the measurement stage is calculated.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701971B (en) * 2009-10-24 2011-09-21 中北大学 High-precision multi-channel analog signal source
CN104950758A (en) * 2015-06-15 2015-09-30 北京工业大学 Multi-channel isolation and program-controlled analog signal source system
JP2017026472A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日置電機株式会社 Electrical measuring instrument
JP2017173193A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 日置電機株式会社 Impedance measuring device
CN109374973A (en) * 2018-11-08 2019-02-22 深圳市国赛生物技术有限公司 Insulation resistance detection circuit, detection circuit and detection device
CN114280985A (en) * 2021-12-13 2022-04-05 航天新长征大道科技有限公司 Signal output board and automated test system
JP2023108903A (en) * 2022-01-26 2023-08-07 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Processor and calculation system
WO2023249094A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 日置電機株式会社 Measurement device and standard resistor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201524A (en) * 2000-01-20 2001-07-27 Agilent Technologies Japan Ltd Ratio measuring device of electric signal, electric element measuring device, calibration method of electric element measuring device and ratio measuring method of electric signal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201524A (en) * 2000-01-20 2001-07-27 Agilent Technologies Japan Ltd Ratio measuring device of electric signal, electric element measuring device, calibration method of electric element measuring device and ratio measuring method of electric signal

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701971B (en) * 2009-10-24 2011-09-21 中北大学 High-precision multi-channel analog signal source
CN104950758A (en) * 2015-06-15 2015-09-30 北京工业大学 Multi-channel isolation and program-controlled analog signal source system
JP2017026472A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日置電機株式会社 Electrical measuring instrument
JP2017173193A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 日置電機株式会社 Impedance measuring device
CN109374973A (en) * 2018-11-08 2019-02-22 深圳市国赛生物技术有限公司 Insulation resistance detection circuit, detection circuit and detection device
CN109374973B (en) * 2018-11-08 2021-01-05 深圳市国赛生物技术有限公司 Insulation resistance detection circuit, detection circuit and detection device
CN114280985A (en) * 2021-12-13 2022-04-05 航天新长征大道科技有限公司 Signal output board and automated test system
JP2023108903A (en) * 2022-01-26 2023-08-07 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Processor and calculation system
JP7461392B2 (en) 2022-01-26 2024-04-03 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Processing equipment and calculation system
WO2023249094A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 日置電機株式会社 Measurement device and standard resistor

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